Описание экспериментальной установки

Работа выполняется на экспериментальной установке ФПТ1-1н. На передней панели установки имеются тумблеры: включение и выключение из сети, а также ручка регулировки расхода воздуха. На табло «давление» высвечивается соответствующая разность давлений в кПа. Схема установки ФПТ1-1н представлена на рис.16.5.

Рис. 16.5

Воздух в капилляр 2 нагнетается микропроцессором, вмонтированным в блок управления, величина объемного расхода устанавливается посредством регулятора 5 и измеряется реометром 1. Для определения разности давлений воздуха на концах капилляра предназначен U-образный водяной манометр 4, колена которого соединены с камерой отбора 3.

Порядок выполнения работы

1. Включить установку тумблером «Сеть». При этом в модуле рабочего элемента загорается постоянная подсветка (зеленое свечение), указывающее на подачу питания.

2. Включить в приборном модуле переключатель «Компрессор». При этом отсек в модуле рабочего элемента подсвечивается мигающим красным светом, указывающим на то, что микропроцессор начал прокачку капилляра.

3. Плавно вращая регуляратор расхода воздуха «Расход» в приборном модуле по шкале расходометра на приборном блоке, начиная со значения Q = 2,5 В., замерить разность давлений (p₁ − p₂₎. Значения Q и (p₁ − p₂) занести в таблицу 16.1.

4. Повторить измерения п. 3 не менее 10-и раз до значения расхода Q = 5 В.

5. Замерить температуру t˚C и давление p₀ в аудитории.

6. Выключить компрессор, а затем установку тумблером «Сеть».

t⁰C = ………….., p₀ = ………. Таблица 16.1

n	Расход Q В	Q л/мин	Q м3/с	р1 − р2 Па	η Па·с
1
.
.
10

η_ср =

Обработка результатов измерений

1. В соответствии с таблицей 16.2 построить график зависимости расхода Q в л/мин. от расхода Q(В).

Таблица 16.2

Показания прибора «Расход Q», В	Расход Q, л/мин.	Показания прибора «Расход Q», В	Расход Q, л/мин.
2,54	0,125	4,25	0,500
2,69	0,150	4,31	0,525
2,85	0,175	4,35	0,550
2,99	0,200	4,39	0,575
3,11	0,225	4,43	0,600
3,21	0,250	4,48	0,625
3,33	0,275	4,53	0,650
3,47	0,300	4,58	0,675
3,56	0,325	4,63	0,700
3,65	0,350	4,70	0,750
3,75	0,375	4,75	0,800
3,89	0,400	4,79	0,850
3,98	0,425	4,86	0,900
4,06	0,450	4,90	0,950
4,17	0,475	5,00	1,000

2. Пользуясь графиком, перевести показания прибора в расход Q в л/мин.

3. Пересчитать расход Q в л/мин в расход в Q м³/с.

4. Для каждого измеренного режима рассчитать по формуле 16.3 коэффициент вязкости воздуха η. Длина капилляра L = 0,1 м, радиус r = 0,5 мм.

5. Найти среднее значение коэффициента вязкости и рассчитать погрешность его измерения.

6. Вычислить среднюю арифметическую скорость молекул азота по формуле 16.1, молярная масса азота μ = 28 г/моль. (Азот составляет 78,1% воздуха).

7. Вычислить среднюю длину свободного пробега молекулы азота по формуле . Плотность газа вычисляется по формуле: .

8. Вычислить эффективный диаметр молекул азота, пользуясь формулой 16.2. Концентрация молекул может быть вычислена по формуле p₀ = nkТ.